LiFePO4/C复合材料的制备和性能研究

采用溶胶凝胶法对原料进行了混合,在氮气保护下利用固相反应烧成了LiFePO4/C复合材料.XRD衍射分析表明,烧成温度和碳源引入量对LiFePO4/C的结晶度有较大的影响,在650～700 ℃范围内烧成的LiFePO4/C结晶完整;当碳源引入量超过20%时,LiFePO4/C衍射峰强度下降.SEM电镜观察到,烧成的LiFePO4/C晶粒细小,大小均匀,晶粒尺寸为100 nm左右.以烧成的LiFePO4/C复合材料作为正极材料进行充放电测试,发现碳源对首次放电容量有较大的影响,分别以乙炔黑、蔗糖和葡萄糖作为碳源时,0.1 C倍率下首次放电容量分别为120,135,162 mA·h/g.对以葡萄糖为碳源烧成的LiFePO4/C复合材料进行放电倍率测试,研究结果表明,该复合材料具有优异的大电流充放电性能.在1 C和3 C高倍率下首次放电容量为0.1 C倍率下放电容量的90%和80%.     

热处理温度对纳米SnO_2与石墨复合材料电化学性能的影响

用微乳液法制备了纳米SnO2与石墨复合材料作为锂离子电池负极材料,并对其用不同温度进行了热处理.用X-射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对复合材料进行了表征,并用恒流充放电法考察了试样的电化学性能.对比结果表明,复合材料有着较高的循环容量,不同热处理温度对复合物的电化学性能有着明显的影响.随着热处理温度的升高,电池的循环容量都明显增加,但不可逆容量也随之增加.     

锂离子电池SnO2-Si／C负极材料的电化学性能

利用水热法合成了SnO2-si／c复合材料,利用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析了材料的物相和电极的微结构,结果表明,合成的复合材料中SnO2颗粒平均尺寸为5．3nm,碳的加入抑制了活性中心Si和SnO2在循环过程中较大的结构变化,且SnO2和Si颗粒均匀地分散在碳的网络结构中,增加了复合材料的电接触...     

氧化亚硅/石墨/碳复合材料的制备及其电化学性能

采用高能球磨法和高温焙烧法,以氧化亚硅、石墨和葡萄糖为原料,制备了氧化亚硅/石墨/碳(SiO/G/C)复合材料,研究了其最佳制备条件和电化学性能.结果显示,在氩气中700℃下焙烧2h后所制得的SiO/G/C负极材料在质量比为SiO∶G∶C=34∶51∶15时具有最佳的电化学性能.该复合材料首次放电容量为803.5mAh/g,50周时放电容量仍保持在592mAh/g.XRD结果表明,该复合材料主要组成为SiO、石墨和无定形碳.石墨和无定形碳的添加对SiO的电化学性能有显著改善作用.     

中间相炭-天然石墨球复合材料的制备及电化学性能

以煤焦油为原料在天然石墨球表面包覆一层中间相炭制备复合炭材料,研究中间相炭、天然石墨球和复合炭材料作为锂离子二次电池炭负极材料的电化学性能,并考察不同温度热处理得到的复合炭材料的电化学性能。研究结果表明：复合炭材料同时具有中间相炭及天然石墨球的优点;随着热处理温度的升高,复合炭材料的充放电容量有所降低,于700℃处理2 h的性能最佳,首次充电容量达378 mA.h/g,首次充放电效率为91.3%。复合炭材料在Li/C扣式电池中的循环性能得到提高,50个循环后容量保持率为96%。     

石墨烯包覆SnO2空心球的制备及其锂离子电池负极性能

以K2SnO3为原料,采用简单的水热反应,通过基于静电引力的自组装机制,制得石墨烯包覆SnO2空心球的复合材料.采用SEM、TEM、XRD、N2吸附等温线研究了复合材料的形貌和结构;采用电化学方法研究了复合材料的锂离子电池负极性能.结果表明,复合材料为石墨烯包覆的直径约200～300nm的SnO2空心球,比表面积为140.1 m2·g-1.当放电电流密度为158m A·g-1时,充电比容量为425 mAh·g-1,库伦效率保持为92%以上,复合材料具有良好的循环性能.     

用均相沉淀法制备NiO-石墨复合材料

为提高石墨作为负极材料的性能,首先以球形石墨为原料,KMnO4为氧化剂,浓H2SO4为插层剂制备氧化石墨;再分别以球形石墨、氧化石墨为原料,尿素为沉淀剂,采用均相沉淀法制备NiO/石墨复合材料。应用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征材料结构及形貌。结果表明,氧化后石墨的主特征峰发生了向左的大角度偏移,层面呈现片层结构。以球形石墨为原料制备的复合材料中NiO均匀性较差,团聚明显,特征峰半峰幅宽较小,晶粒较大;以氧化石墨为原料制备的复合材料中NiO均匀分布,无团聚,特征峰半峰宽较宽,晶粒较小。采用均相沉淀法对石墨进行NiO修饰有效提高了其容量及循环稳定性能。     

水热法制备纳米SnO2电极材料及其储锂性能

以SnCl₂·2H₂O、聚乙二醇400(PEG400)和Na₃C₆H₅O₇·2H₂O为主要原料,采用简单的水热法制备了SnO₂负极材料.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)表征其组成和微观形貌,并采用恒流充放电测试、循环伏安法(CV)对样品进行电化学性能测试.结果表明:添加PEG400可以有效改善SnO₂表面形貌,减少其团聚现象并且使其电化学性能明显提高.当添加量为10 mL时,合成的SnO₂具有良好的循环及倍率性能,首次放电比容量为2 774 mAh/g,循环50次后放电比容量为600 mAh/g,电化学性能较改性前的SnO₂有了明显改善.     

LDPE/石墨复合材料的制备和性能

选用电导率、导热系数高的石墨(普通鳞片石墨FG、可膨胀石墨KP35、膨胀石墨EG35)对低密度聚乙烯(LDPE)进行填充改性,采用钛酸酯偶联剂NDZ101对石墨进行表面处理,提高石墨与聚合物基体的界面相互作用,制备出力学性能、导电、导热等综合性能优良的LDPE/石墨复合材料。结果表明:石墨的填充大大改善了聚乙烯的导电、导热和耐热性能,当石墨含量达20%时(文中的各种元素含量均指质量分数),LDPE/KP35的电导率达到1.91×10-7S/m,拉伸强度较LDPE有小幅提高,可作为导热抗静电材料推广应用。     

Facile hydrothermal and sol-gel synthesis of novel Sn-Co/C composite as superior anodes for Li-ion batteries

As an anode material in lithium ion battery, the Sn-Co/C composite electrode materials have been successfully synthesized by hydrothermal and solgel methods, respectively. The resultant composites were mainly composed of Snbased oxides, nanometer Sn-Co alloy and carbon. Carbon and Co, acting as buffer materials, can accommodate to the large volume change of active Sn during the discharge-charge process, thus improving the cycling stability. Although charge/discharge curves revealed the excellent cycle performance for samples synthesized by both methods, composites obtained by the sol-gel showed a better dispersion effect of nanoparticles on the carbon matrix and possessed much more improved stable capacity with 624.9 mAh g-1 over 100 cycles and that by hydrothermal method only exhibited ～299.3 mAh g-1. Therefore, the Sn-Co/C composites obtained by solgel synthesis method could be a perfect candidate for anode material of Liion storage battery.     

复合材料LiMn2O4/活性炭的电化学行为

利用充放电测试、循环伏安和交流阻抗等方法研究LiMn2O4/活性炭复合材料在1 mol/L LiPF6-EC/EMC/DMC有机电解液中的电化学性能.研究结果表明:复合材料同时具备超级电容器高功率密度和锂离子电池高能量密度的特点;复合材料的容量包含活性炭的双电层电容和LiMn2O4电化学反应的容量;当活性炭的质量分数为20％时,10C倍率下复合材料的首次放电容量高达76.4 mA.h/g,100次循环后容量几乎没有衰减(0.01％),与纯LiMn2O4电极相比有很大提高.     

纳米二氧化锡的改性及锡/碳复合微球的制备

采用硅烷偶联剂对纳米二氧化锡(SnO₂)进行表面接枝改性,增加其疏水性,改善SnO₂与有机物的相容性。以改性纳米SnO₂、间苯二酚(R)和甲醛(F)为原料,在碱性催化剂和表面活性剂作用下经溶胶-凝胶过程,制得球形SnO₂/间苯二酚/甲醛湿凝胶,经过超临界干燥和炭化处理得到锡/碳二元复合微球。采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X-射线衍射（XRD）对锡/碳复合微球的形貌和结构进行了表怔,并测试其电化学性能。形貌分析显示平均粒径为40nm的金属锡颗粒均匀分散在炭气凝胶微球中,电化学测试表明锡/碳复合微球显示了较高的储锂容量和较好的循环性能。     

轻度剥离二硫化钼／石墨烯复合材料的制备及其电化学储锂性能

为了增强MoS2的电化学储锂性能,将轻度剥离的商业MoS2与氧化石墨烯悬浮液混合,用液相还原法制备了轻度剥离MoS2／石墨烯复合材料,并对其微观结构和形貌进行了表征。结果表明轻度剥离MoS2的层数明显减少,其表面产生了许多裂纹,复合材料中轻度剥离的MoS2与石墨烯能较好地复合在一起。电化学测试表明与商业化MoS2比,轻度剥离MoSe／石墨烯复合材料具有更高的电化学储锂容量（1022mAh／g）,更好的循环稳定性能和显著增强的充放电倍率性能。电化学阻抗测试表明石墨烯显著降低了电极反应过程中的电子转移电阻。电化学储锂性能的增强主要是由于轻度剥离MoS2层数的明显减少及其表面的许多裂纹,以及轻度剥离MoS2与石墨烯之间的相互协同作用。电化学阻抗测试证明了石墨烯显著增强了复合电极材料的导电性能和电化学贮锂过程中电子传递能力。     

NiCo2O4/RGO复合材料的制备及其电化学性能

采用两步水热法制备NiCo₂O₄/RGO复合材料,并对其电化学性能进行研究.研究结果表明,当电流密度为1 A/g时,NiCo₂O₄/RGO复合材料的比电容高达2 332.40 F/g,约是NiCo₂O₄材料的3倍,当电流密度增加至10 A/g时,其比电容还能保持为1 127.22 F/g,表现出优异的倍率性能.这归因于复合材料特殊的多孔蓬松结构,有效增加了材料的比表面积,NiCo₂O₄的比表面积为56.488 0 cm²/g,而NiCo₂O₄/RGO复合材料的比表面积高达188.604 2 cm²/g,能够提供更多的反应活性位点,同时RGO能够有效提高材料的导电性,两者之间的协同作用使得电化学性能大幅提升.     

Facile synthesis of CoFe2O4 nanoparticles anchored on graphene sheets for enhanced performance of lithium ion battery

Recently, metal oxides as high capacity anode materials had been investigated for lithium ion batteries.However, the fast capacity fading upon cycling leaded poor durability, which hindered their application as higher energy density of lithium ion battery. In this paper, a nanostructured nanocomposite with graphene supported CoFe_2O_4 nanoparticles(NPs) was prepared via simple hydrothermal reaction. The uniform CoFe_2O_4 NPs were anchored on graphene sheets, which brought a good performance on cyclability. Combined with the optimization of graphene content, the anode delivered a better capacity retention of 944 m A h g~(-1)over 50 cycles at current density of 100 m A g~(-1)and the good reversible capacity as 990 m A h g~(-1)when the rate returned from 5 A g~(-1)to 0.1 A g~(-1)after 60 cycles. The present work provided a desired structure for conversion anode materials or other electrode materials of large volume change.     

锡基复合氧化物负极材料的研究

采用共沉淀法制备了SnFeO2.5和SnPbO2两种锡基复合氧化物粉末.XRD分析表明,这两种锡基复合氧化物在26°～28°处都有波峰,属无定形结构;SEM的形貌观察发现SnFeO2.5颗粒分层紧密堆积、团聚在一起,SnPbO2颗粒为棱柱状、表面光滑.将其分别作为Li+电池负极材料的活性物质,利用恒电流电池测试仪研究它们的电化学性能,发现这两种锡基复合氧化物都有较高的电化学容量.     

Solid electrolyte composite Li_4P_2O_7-Li_3PO_4 for lithium ion battery

The researches on solid electrolyte have been significantly increasing due to the safety problem in lithium ion battery.The lithium phosphates are chosen due to environmentally friendly.In the present study Li_4 P_2 O_7 was synthesized by solid state reaction using NH_4 H_2 PO_4 and Li_2 CO_3 with the ratio 1:2 at various temperatures of600 ℃,800 ℃ and 900℃.The products were characterized by x-ray diffraction,scanning electron microscopy and impedance spectroscopy.The x-ray diffraction showed that all samples consisted of two phases.It was found that the products consisted of 52.44% Li_4 P_2 O_7 and 47.56% LiPO_3;93.56% Li_4 P_2 O_7 and 6.44% Li_3 PO_4;and46.27% Li_4 P_2 O_7 and 53.67% Li_3 PO_4 under the synthesizing temperature of 600 ℃,800℃ and 900 ℃,respectively.The highest ionic conductivity of 3.85 ×10~(-5) S/m was achieved for composite Li_4 P_2 O_7-Li_3 PO_4 with the highest content of 93.56% Li_4 P_2 O_7.This conductivity is higher compared with single phase of LiPO_3,Li_3 PO_4 and Li_4 P_2 O_7.The increase in ionic conductivity may be due to the mixed anion effects related to the phosphate networks,and it also corresponds to the existence of anorthic phase Li_4 P_2 O_7 with the space group P-1(2).The crystal lattice analysis showed that the reactant Li_4 P_2 O_7 consisted of diphosphate groups P_2 O_7.The lithium tetrahedral LiO_4 were linked to P_2 O_7 groups formed a continuous framework containing large voids,available for Li~+ ion transport,and thus it exhibited high conductivity.A composite Li_4 P_2 O_7-Li_3 PO_4 is a promising solid electrolyte for solid state battery.     

Mn_3O_4制备微米级单晶LiMn_2O_4颗粒及其电性能研究

通过化学沉淀和陈化制备了粒径均匀和结晶度高的四氧化三锰,以其作为合成锰酸锂的前驱体,再经高温固相合成了一种微米级单晶锰酸锂颗粒,并用X-射线衍射和扫描电镜对其进行了表征.结果表明:所合成的样品为纯相尖晶石LiMn2O4,一次颗粒大小均匀,平均粒径在2μm左右,为晶格发育完整的八面体尖晶石单晶.电性能测试的数据表明,所得到的尖晶石型锰酸锂与工业电解二氧化锰合成的锰酸锂相比,较大程度的改善了电池材料的比容量、倍率性能和循环性能.